在嘗試內(nèi)核開發(fā)之前，需要對內(nèi)核有個整體的了解。

主要內(nèi)容：

• 獲取內(nèi)核源碼
• 內(nèi)核源碼的結(jié)構(gòu)
• 編譯內(nèi)核的方法
• 內(nèi)核開發(fā)的特點

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1. 獲取內(nèi)核源碼

內(nèi)核是開源的，所有獲取源碼特別方便，參照以下的網(wǎng)址，可以通過git或者直接下載壓縮好的源碼包。

http://www.kernel.org

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2. 內(nèi)核源碼的結(jié)構(gòu)

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目錄	說明
arch	特定體系結(jié)構(gòu)的代碼
block	塊設(shè)備I/O層
crypo	加密API
Documentation	內(nèi)核源碼文檔
drivers	設(shè)備驅(qū)動程序
firmware	使用某些驅(qū)動程序而需要的設(shè)備固件
fs	VFS和各種文件系統(tǒng)
include	內(nèi)核頭文件
init	內(nèi)核引導(dǎo)和初始化
ipc	進程間通信代碼
kernel	像調(diào)度程序這樣的核心子系統(tǒng)
lib	同樣內(nèi)核函數(shù)
mm	內(nèi)存管理子系統(tǒng)和VM
net	網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)
samples	示例，示范代碼
scripts	編譯內(nèi)核所用的腳本
security	Linux 安全模塊
sound	語音子系統(tǒng)
usr	早期用戶空間代碼（所謂的initramfs）
tools	在Linux開發(fā)中有用的工具
virt	虛擬化基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

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3. 編譯內(nèi)核的方法

還未實際嘗試過手動編譯內(nèi)核，只是用yum更新過內(nèi)核。這部分等以后手動編譯過再補上。

安裝新的內(nèi)核后，重啟時會提示進入哪個內(nèi)核。當(dāng)多次安裝新的內(nèi)核后，啟動列表會很長（因為有很多版本的內(nèi)核），顯得不是很方便。

下面介紹3種刪除那些不用的內(nèi)核的方法：(是如何安裝的就選擇相應(yīng)的刪除方法)

3.1 rpm 刪除法

?? rpm -qa | grep kernel*? (查找所有l(wèi)inux內(nèi)核版本)
?? rpm -e kernel-(想要刪除的版本)

3.2 yum 刪除法

?? yum remove kernel-(要刪除的版本)

3.3 手動刪除

?? 刪除/lib/modules/目錄下不需要的內(nèi)核庫文件
?? 刪除/usr/src/kernel/目錄下不需要的內(nèi)核源碼
?? 刪除/boot目錄下啟動的核心檔案禾內(nèi)核映像
?? 更改grub的配置，刪除不需要的內(nèi)核啟動列表

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4. 內(nèi)核開發(fā)的特點

4.1? 無標準C庫

為了保證內(nèi)核的小和高效，內(nèi)核開發(fā)中不能使用C標準庫，所以連最常用的printf函數(shù)也沒有，但是還好有個printk函數(shù)來代替。

4.2 使用GNU C，推薦用gcc 4.4或以后的版本來編譯內(nèi)核

因為使用GNU C，所有內(nèi)核中常使用GNU C中的一些擴展：

4.2.1 內(nèi)聯(lián)函數(shù)

內(nèi)聯(lián)函數(shù)在編譯時會在它被調(diào)用的地方展開，減少了函數(shù)調(diào)用的開銷，性能較好。但是，頻繁的使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)也會使代碼變長，從而在運行時占用更多的內(nèi)存。

所以內(nèi)聯(lián)函數(shù)使用時最好要滿足以下幾點：函數(shù)較小，會被反復(fù)調(diào)用，對程序的時間要求比較嚴格。

內(nèi)聯(lián)函數(shù)示例：static inline void sample();

4.2.2 內(nèi)聯(lián)匯編

內(nèi)聯(lián)匯編用于偏近底層或?qū)?zhí)行時間嚴格要求的地方。示例如下：

unsigned int low, high; asm volatile("rdtsc" : "=a" (low), "=d" (high)); /* low 和 high 分別包含64位時間戳的低32位和高32位 */

4.2.3 分支聲明

如果能事先判斷一個if語句時經(jīng)常為真還是經(jīng)常為假，那么可以用unlikely和likely來優(yōu)化這段判斷的代碼。

/* 如果error在絕大多數(shù)情況下為0(假) */ if (unlikely(error)) {/* ... */ }/* 如果success在絕大多數(shù)情況下不為0(真) */ if (likely(success)) {/* ... */ }

4.3 沒有內(nèi)存保護

因為內(nèi)核是最低層的程序，所以如果內(nèi)核訪問的非法內(nèi)存，那么整個系統(tǒng)都會掛掉！！所以內(nèi)核開發(fā)的風(fēng)險比用戶程序開發(fā)的風(fēng)險要大。

而且，內(nèi)核中的內(nèi)存是不分頁的，每用一個字節(jié)的內(nèi)存，物理內(nèi)存就少一個字節(jié)。所以內(nèi)核中使用內(nèi)存一定要謹慎。

4.4 不使用浮點數(shù)

內(nèi)核不能完美的支持浮點操作，使用浮點數(shù)時，需要人工保存和恢復(fù)浮點寄存器及其他一些繁瑣的操作。

4.5 內(nèi)核棧容積小且固定

內(nèi)核棧的大小有編譯內(nèi)核時決定的，對于不用的體系結(jié)構(gòu)，內(nèi)核棧的大小雖然不一樣，但都是固定的。

查看內(nèi)核棧大小的方法：

ulimit -a | grep "stack size"

4.6 同步和并發(fā)

Linux是多用戶的操作系統(tǒng)，所以必須處理好同步和并發(fā)操作，防止因競爭而出現(xiàn)死鎖。

4.7 可移植性

Linux內(nèi)核可用于不用的體現(xiàn)結(jié)構(gòu)，支持多種硬件。所以開發(fā)時要時刻注意可移植性，盡量使用體系結(jié)構(gòu)無關(guān)的代碼。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的《Linux内核设计与实现》读书笔记（二）- 内核开发的准备的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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